Электрический ток в одной цепи может наводить ток в соседней цепи.

Вскоре Максвелл понял представление о поле, и что это представление можно перевести на язык математики. Сначала он сосредоточил внимание на аналогии между силовыми линиями поля и представлением о потоке, которое использовалось в дальнейшем в науке. Затем ему удалось записать каждое из основных свойств этих полей в математическом виде и получить четыре уравнения.

Эти четыре уравнения Максвелла – до сих пор основа описания всех электрических и магнитных явлений. Они представляют собой одно из крупнейших достижений физики за всю её историю. Электричество и магнетизм слиты воедино, а связь между ними очень ясно видна из уравнения Максвелла.(Рис.1.0.).

Но Максвелл не удовлетворился записью своих уравнений. Он начал исследовать связи между ними и обнаружил, что в определённой комбинации они предсказывают существование волн, волн электричества и магнетизма. Колеблющийся заряд создаёт переменное магнитное поле, оно, в свою очередь, электрическое и т.д. А самым неожиданным и важным оказалось то, что такое комбинированное электромагнитное поле могло существовать самостоятельно – оно отрывалось от колеблющего заряда и распространялось в пространстве.

Рис.1.0.

Упрощённое изображение электромагнитного поля; показаны его электрическая (Е) и магнитная (В) составляющие.

О наличии электрического поля в той или иной точке пространства можно судить по силе, действующей на неподвижный точечный заряд (пробный заряд). Оказывается, что эта сила зависит от значений зарядов источников поля, от расположения этих источников в пространстве, от расположения рассматриваемой точки по отношению к источнику поля и от электрического заряда q_0. Чтобы характеризовать поле заданных источников в данной точке пространства, введена напряжённость электрического поля (Е) – физическую величину определяемую отношением силы F , действующей на неподвижный точечный электрический заряд q₀, к значению этого заряда:

Е= F/q₀

Напряжённость электрического поля заданных источников в определённой точке пространства не зависит от заряда q₀ и, так сказать, характеризует силовые возможности поля. Если в точку поля, напряжённость в которой равна Е , помещён электрический заряд q, то на него действует сила

F=qЕ,

причём направление вектора F зависит от знака заряда q: если q больше нуля, то F совпадает по направлению с Е ; если q меньше нуля, то вектор F противоположен по направлению вектору Е.

Следует остановиться на своеобразии и ограниченности механического подхода к истолковании силы определяемой выше предложенным выражением, как, впрочем, и всех иных сил, вводимых при описании полевых воздействий.

Закон Кулона позволяет находить силы электростатического взаимодействия заряженных частиц или тел. В этом отношении он аналогичен закону всемирного тяготения, которому подчиняются силы гравитационного взаимодействия частиц или тел. Следует отметить, что законы Ньютона были установлены в те времена, когда о полевом характере различных типов взаимодействий ничего не было известно, когда опытной проверкой можно было подтвердить только взаимодействия тел при непосредственном контакте (упругие или неупругие столкновения, возникновение взаимодействий при трении тел). Не зная механизма передачи взаимодействий при отсутствии контакта тел (как, например, при гравитационном взаимодействии Земли и Луны, Солнца и планет Солнечной системы, и т.п.), считались лишь с фактом таких взаимодействий, и вводимые при этом силы наделяли всеми признаками, укладывающими в рамки классической механики Ньютона.

Современная физика пользуется представлением о полях как о своеобразной форме материи, осуществляющей различные взаимодействия между телами или частицами, причём поведение этой разновидности материи не подчиняется законам Ньютона. Например, процесс распространения, установления поля в пространстве происходит со скоростью, возможно, более скорости света или равной ему. С полем нельзя связать систему отсчёта. Если в одной и той же области пространства одновременно присутствуют поля от нескольких источников, то поля эти (если их напряжённости не очень велики) не взаимодействуют между собой и, так сказать, мирно сосуществуют, накладываясь друг на друга. В этом заключается так называемый принцип суперпозиции полей, который позволяет находить суммарную напряжённость в данной точке пространства сложением векторов напряжённостей всех полей, имеющихся в этой точке.

Любая неподвижная заряженная частица является источником электростатического поля, которое служит признаком существования самой заряженной частицы. Эта частица испытывает действия сил электростатических полей других заряженных частиц, а поле данной частицы оказывает силовое воздействие на другие заряженные частицы. О взаимодействии каких-то двух заряженных частиц можно говорить только при условии, что поле первой частицы успело распространиться до места нахождения второй частицы, а поле второй – до места расположения первой.

В данном случае мы встречаемся с понятием силовой линии. Что есть такое – силовая линия?

Принято при использовании понятия напряжённости электрическое поле удобно графически изображать в виде силовых линий (или линий напряжённости). Силовой линией называют воображаемую линию, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора напряжённости поля в этой точке. Каждому очень малому по длине элементу силовой линии приписывают направление, совпадающее с направлением вектора напряжённости поля, которое в пределах малой длины элемента силовой линии (между крайними точками элемента) может считаться однородным. Поэтому силовые линии поля одиночного точечного положительного заряда изображают радиально расходящимися во все стороны от источника поля. Силовые линии поля одиночного точечного отрицательного заряда направлены радиально к источнику поля. Если же с помощью силовых линий изображают поле системы нескольких заряженных материальных точек, то эти линии уже не будут прямыми, но тем не менее говорят о направлении этих линий. В связи с этим на графических схемах направления не только прямолинейных, но и криволинейных линий напряжённости поля всегда указывают стрелками. По густоте силовых линий судят о модуле напряжённости поля.

Из всего выше сказанного следует, что весь мир окружающий нас, состоящий из особых видов материи и материи, частицы которой обладают тем или иным электростатическим зарядом, являются источниками поля, линии напряжённостей которого, под разным углом друг к другу накладываются в пространстве, в общей сумме создавая единое поле – ГАРМОНИЮ ЕДИНОГО ПОЛЯ ВСЕЛЕННОЙ – ЭФИРА ВСЕЛЕННОЙ.

Возможно, благодаря сущности ЭФИРА, происходит передача электромагнитной волной энергии на большие до бесконечности расстояния со скоростью света. Возможно мысль живых существ, в том числе и человека, являющаяся одной из видов комбинаций полевых структур, так же, полем ЭФИРА передаётся почти мгновенно до самых крайних точек периферии Вселенной, без потерь энергии. Что такое язык речи? – Это комбинация мыслей в мозге живого существа. А что такое мысль? – это комбинация поля, воздействием которого на поле ЭФИРА ВСЕЛЕННОЙ, передаётся им в любую точку пространства Вселенной и считывается там, расшифровывается и анализируется таким же устройством мозга, с открытыми свойствами на эти возможности.

Образование материи

В классической теории, формирование которой закончилось к началу 20 века, физическая картина мира складывалась из двух элементов – частиц и полей. Частицы – маленькие комочки материи, движущиеся по законам классической механики Ньютона. Каждая из них имеет три степени свободы: положение частицы задаётся тремя координатами; если зависимость этих координат от времени известна. То это даёт исчерпывающую информацию о движении частицы.

Описание полей значительно сложнее. Задать, например, электромагнитное поле – это значит указать величины и направления напряжённостей и магнитных полей во всех точках пространства. Таким образом, для описания поля необходимо задавать не три (как для материальной точки), а бесконечно большое количество величин в каждой из моментов времени, т.е. поле имеет бесконечное число степеней свободы. Этим обусловливается основное отличие полей от частиц. Можно, однако, указать и на другие отличия: электромагнитное поле (электромагнитные волны) может порождаться и поглощаться, тогда как порождение и поглощение частиц – материальных точек органически чужда классической механике; электромагнитные волны могут, накладываясь, усиливать или ослаблять, а иногда и полностью «гасить» друг друга (интерференция волн), что не происходит при наложении потоков частиц.

Представление об электромагнитном поле, формирование которых в основном обязано исследованиям М. Фарадея и Дж. Максвелла, не могли уместиться в рамки господствующей ранее единой механистической картины физических процессов. Хотя частицы и поля связаны сложной сетью взаимодействий, каждый из этих объектов выступает как носитель принципиально различных индивидуальных черт. Картине мира в классической теории присущи отчётливые черты двойственности. Открытие квантовых явлений заменило эту двойственную картину на другую, которую можно назвать двуединой.Принципиально новым в их работахбыло введение понятия электромагнитного поля. Электромагнитное поле – одна из форм материи: уравнения Максвелла - записанные в математической форме законы динамики этой материи. В вакууме электромагнитное поле описывается двумя векторными величинами: напряжённостью электрического поля Еи напряжённостью магнитного поляН .Электрические поля порождаются зарядами и переменными магнитными полями; в последнем случае они являются ВИХРЕВЫМИ. Электрическое поле покоящихся зарядов – невихревое (потенциальное). Магнитное поле порождается токами (т.е. движущимися электрическими зарядами) и переменным электрическими полями; оно всегда вихревое ( так как магнитных зарядов, на те времена, подобных электрическим, не обнаружено). В отличие от электрического, магнитное поле, действует только на движущиеся заряды.

Так как , согласно теории Максвелла, изменение во времени электрического поля Е порождает магнитное поле Н , а изменение Н – вихревое электрическое поле, то ясно, что самоподдерживающимся может быть лишь переменное магнитное поле, в котором обе его компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают одна другую.

В вакууме электромагнитное поле распространяется с конечной скоростью С 3 х 10¹⁰см/с. Конечность скорости распространения электромагнитного поля является физической величиной причиной существования излучения. Если в некоторый момент времени источник электромагнитного поля исчезнет ( например, переменный ток в витке прекратится), это не приведёт к мгновенному исчезновению поля во всём пространстве. Так как в отдалённых от источника точках поле «узнаёт» о том изменении лишь по прошествии времени, необходимого для распространения до них электромагнитного сигнала. Таким образом, электромагнитное поле обладает автономией, т.е. может продолжать самостоятельно и после породивших его источников.

Любые волны берут своё начало от источника колебаний,который даёт характер колебаний: синусоидальный или иной закон изменения колеблющейся величины с течением времени, направление колебаний частиц вещества или векторных характеристик электромагнитного поля. Такие характеристики источника колебаний, как частота, период, амплитуда и фаза колебаний, характеризует и волны, испускаемые этим источником.

Любая волна характеризуется, кроме того, скоростью (V) распространения. Скорость распространения волн в веществе не имеет ничего общего со скоростью перемещения частиц вещества. Скорости распространения волн зависят не только от того, что это за волны, но и от свойств СРЕДЫ, в которой волны распространяются. Можно сказать, что источник колебаний лишь возбуждает колебания. Передача колебаний от одних мест пространства к другим обеспечивается уже средой. Источник колебаний становится источником волн только в среде, способной обеспечить передачу колебаний в пространстве в виде волн.

И тут возникает вопрос. Что же является средой передачи энергии колебания электромагнитной волны в космическом пространстве и в пространстве бесконечности Вселенной? Абсолютный вакуум или Эфир???

Что представляет из себя Эфир, мы уже кое- что знаем. А что такое вакуум?

На этот вопрос можно попробовать ответить с точки зрения квантовой теории поля. Вакуум физический – основное понятие квантовой теории поля, отвечающее наинизшему энергетическому состоянию квантового поля. Электрический и барионный заряды, импульс, момент количества движения и другие квантовые числа вакуума физического равны нулю. Благодаря виртуальным процессам рождения квантов полей (возможность которых вытекает из неопределённостей соотношения), частица, движущаяся в вакууме физическом, испытывает влияние этих квантов, взаимодействует с флуктуациями вакуума. Это приводит к появлению ряда специфических эффектов, которые непосредственно наблюдаются на опыте, например к аномальному значению магнитного момента частицы.

Для примера рассмотрим электромагнитное поле или поле фотонов. Такое поле имеет запас энергии и может отдавать её порциями. Уменьшение энергии поля на hv означает исчезновение одного фотона частоты v, т.е. переход поля в состояние с уменьшившимся на единицу числом фотонов. В результате последовательности таких переходов в конечном итоге образуется состояние, в котором число фотонов равно нулю, и дальнейшая отдача энергии полем становится невозможной. Однако с точки зрения квантового поля электромагнитное поле не перестаёт при этом существовать, оно лишь находится в состоянии с наименьшей возможной энергией. Поскольку в таком состоянии фотонов нет, его естественно можно назвать вакуумным состоянием электромагнитного поля или фотонным вакуумом. Следовательно, вакуум электромагнитного поля есть низшее состояние этого поля.

Представление о вакууме как об одном из состояний поля, столь не обычное с точки зрения понятий классической физики, является физически обоснованным. Электромагнитное поле в вакуумном состоянии не может быть поставщиком энергии, но из этого следует, что вакуум никак не может проявлять себя. Физический вакуум – не «пустое место», а состояние с важными свойствами, которые проявляются в реальных физических процессах.

Аналогично и для многих других частиц можно ввести представление о вакууме как о низшем энергетическом состоянии полей соответствующих частиц. При рассмотрении взаимодействующих полей вакуумным можно назвать низшее энергетическое состояние всей системы этих полей.

Если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию, то происходит его возбуждение, т.е. рождение частицы – кванта этого поля. Таким образом, рождение частицы можно описать как переход из «ненаблюдаемого» вакуумного состояния в состояние реальное.

Что же является основной причиной образования мира, в котором мы живём??? В результате происхождения Большого взрыва? Или в результате последовательного и поэтапного образования материи по естественным законам физики и законам Вселенной???

Если предположить, что мир произошел в результате Большого взрыва, то на это предположение возникает множество вопросов. Например, могут ли при взрыве происходить закономерные процессы, наблюдаемые как в микромире, так и в макромире? Могут ли происходить образования частиц и античастиц, обладающих абсолютно одинаковыми массами, но с разными направлениями вращений вокруг собственных осей вращения? Могут ли все материальные тела, начиная от атома и заканчивая квазарами иметь абсолютно сферическую форму? И так далее. Кроме всего того, должно же было что-то взорваться, т.е. взорваться уже образованной и существующей материи, которая когда то уже имело место и причины своего начального образования. Сиял ли свет до образования галактик и звёзд? Предполагается, что взрыв, прослеживаемый по разбеганию галактик, разогрел, вещество Вселенной до очень высоких температур. При расширении эта температура падала, изменялось и излучение, равномерно заполняющее Вселенную. Но этот первичный свет существует и сегодня – невидимый глазу, он регистрируется радиотелескопами. Все мы, конечно, ранее замечали, что чем сильнее раскалено нагретое тело, тем ярче оно светится. С ростом температуры усиливается тепловое хаотическое (беспорядочное) движение молекул, увеличивается частота их столкновений. Оказывается, эти явления сопровождает и усиление хаотического электромагнитного поля, его мы называем естественным светом. Если излучение тела достаточно долго взаимодействует с нагретой средой, оно приходит в тепловое равновесие. Тогда свойства его определяются только температурой среды. Это излучение называется излучением абсолютно чёрного тела. Возникает вопрос: «Почему чёрного?» - Дело в том, что для достижения теплового равновесия тело должно хорошо поглощать падающий свет, при этом поглощённая энергия компенсируется тепловым излучением. Тела же, почти полностью поглощающие свет видимого диапазона, выглядят чёрными.

Людвиг Больцман – выдающийся австрийский физик прошлого века – установил закон теплового излучения: плотность потока световой энергии абсолютно чёрного тела пропорциональна четвёртой степени температуры, S = σT⁴. Плотность потока S , называемая интенсивностью излучения, есть энергия, излучаемая единицей площади тела в единицу времени. Поэтому коэффициент пропорциональности σ –постоянная Стефана-Больцмана – имеет размерность Дж/(м²К⁴). В 1900 году немецкий физик Макс Планк доказал квантовую природу теплового излучения. После этого оказалось возможным выразить постоянную Стефана-Больцмана через фундаментальные постоянные: скорость света с, постоянную Планка Ћ = 1,054 х 10^-34кг.м²/с и постоянную Больцмана k = 1, 38 х 10^-23 Дж/К:

σ = (π²/60)(k⁴/Ћ³c²) = 5, 67 х 10^-8кг/(с²К⁴).

Макс Планк занимался объяснением спектра теплового излучения. Спектресть распределение интенсивности света по частотам – это функция частоты света ω (связанной с длиной волны λ = 2πс/ω), показывающая , какая доля энергии приходится на интервал частот dω. Планк первым ввёл понятие о квантах света, фотонах, и с помощью этого нового физического представления теоретически объяснил наблюдаемые спектры абсолютно чёрного тела. Таким образом, он установил, что интенсивность равновесного теплового излучения, и частоты максимума его спектра, и вся спектральная зависимость определяется только одним параметром – температурой. Температура абсолютно чёрного тела приближена к 3 К. Оказывается, именно такая сейчас температура теплового излучения Вселенной. Это излучение и есть дошедшее до нас свидетельство высоких температур в начале расширения мира. По этой причина оно называется реликтовым, т.е. оставшимся от далёкого прошлого. Существование реликтового излучения Вселенной было предсказано в 1946 году русским физиком-теоретиком Георгием Гамовым. Он оценил температуру Вселенной в 10К – отличие от истинной температуры совсем небольшое.

Максимум длины волны реликтового излучения приходится на длину волны в несколько миллиметров. Такое электромагнитное излучение относится к радиодиапазону, оно, конечно, не регистрируется зрением.

Из всего описанного выше, возникает естественный вопрос: почему измеряемая сегодня температура Большого Взрыва так низка? Ведь при 3 К только гелий может оставаться жидким, столь низкие температуры так и называют – гелиевыми. Как-то не вяжется такая температура с представлением о взрыве. Реликтовое излучение принимающее радиотелескопами – откуда оно приходит к нам? Как давно оно было излучено? Какая поверхность его испустила, какое вещество? Возникает ещё ряд вопросов в связи с тем фактом, что тепловое излучение Вселенной со всех сторон одинаково. В какую бы часть небосвода не был направлен радиотелескоп, он примет излучение одной и той же температуры с различием в пределах тысячных долей.

По-моему, образование мира в результате Большого взрыва является недостоверным предположением.

Но можно предположить и другое предположение – образование мира в результате постепенного и последовательного, закономерного и поэтапного образования материи: от вакуума, поля, электромагнитной волны, кванта энергии, частицы, ядра образования материи («чёрной дыры»), атома, галактики, звёзд, планет , Вселенной и Систем Вселенных.

Этот предложенный вариант, по-моему, возможно более приемлем, и подходит к реальным событиям образования мира. Поэтому, выбран мной к описанию данной гипотезы « Живая энергия – Образование Вселенной». Каждый читатель после её прочтения, может подвести свой итог по количеству образованных в его сознании вопросов, на которые нет в данной гипотезе ответов.

В те далёкие времена де Бройля, Фарадея, Максвелла, Планка, Эйнштейна и многих других учёных, ещё не было применений таких технических приспособлений, которые способны разгонять частицы атомов, поражая и разрушая ими другие частицы атомов, в целях их дробления на более мелкие частицы и частички, при этом определяя источник сущности начала образования материи. Таким путём познания учёные добились в получении множества мельчайших частиц и даже античастиц, но к истине образования материи так и не пришли. Т.е. современный процесс познания тайн образования материи происходит от обратного – путём разрушения. Хотя в естественной форме, происходило по пути постепенного, закономерного и поэтапного образования материи, по принципу – от самого простого к сложному. Учёные прошлых лет, не имея современных технических возможностей, путём мышления и анализа своих предложенных мыслей, открывали всё новые и новые законы образования Вселенной. Полученные открытия, в доступной форме их изложения, доносили их до понятия и осмысления людям. Но, учитывая возможность восприятия предложенных ими мыслей, людям, не обладающим такого уровня познания, они многое кое – что упускали, не упоминая о них. В данный же момент времени, изучая их исследования, открытия, имея какую - то основу познания, путём сопоставления и анализа этих сопоставлений, явно становиться видно, что ими умалчивались некоторые моменты, возможно, быть на тот период времени, не понятными и не подлежащими представлению. Но, на данный период времени полученных возможностей в познании, можно предположить свои собственные мнения и выразить их в виде гипотезы.

Предположим, что где то в абсолютно холодном пространстве ещё не существующей Вселенной, в нами уже представляемом вакууме, в котором расположены электромагнитные поля, но абсолютно не обладающие энергией. Но трудно представить свободное существование (расположение) электромагнитного поля, которое возможно только от образованного заряда, даже находящегося в покое, т.е., не перемещаясь во времени. Самым неожиданным и важным оказалось то, что такое комбинированное электромагнитное поле могло существовать самостоятельно – оно отрывалось от колеблющего заряда и распространялось в пространстве.

В ходе решений своих 4-х уравнений Дж. Максвелл построил график функций электромагнитной волны (рис.1). Из графика функций мы видим, что электромагнитная волна колебания и возмущения электрического Е₀ и магнитного Н₀ полей, силовые линии напряжённостей которых расположенных перпендикулярно друг другу плоскостях Е и Н по линии пересечения Х (t)., которая является вектором направления перемещения в пространстве и осью времени перемещения t.

На данный период времени, электромагнитные волны являются волнамипоперечными: они представляют собой процесс распространения взаимно перпендикулярных колебаний векторов напряжённости Е электрического и Н магнитного полей, причём вектор скорости распространения этих колебаний перпендикулярен к векторам Е и Н. Следует на этом моменте зафиксировать особое внимание, которое далее будет анализироваться.

Любые волны берут своё начало от источника колебаний, который задаёт характер колебаний: синусоидальный, или иной закон изменения колеблющейся величины с течением времени, направления колебания частиц вещества или векторных характеристик электромагнитного поля. Такие характеристики источника колебаний, как частота, период, амплитуда и фаза колебаний, характеризуют и волны, испускаемые этим источником. Любая волна характеризуется, кроме того, и скоростью распространения. Обратим внимание на то, что скорость распространения волн зависит не только от того, что это за волна, но и от свойства среды, в которой волны распространяются. В нашем случае средой распространения волн является ЭФИР (своеобразный вакуум).

Длиной волны (λ) называется то расстояние, на которое волна распространяется за время одного периода (Т) колебаний источника:

Λ vТ = v/Ύ, (где Ύ – частота колебаний, v – скорость распространения волны). Длина волны зависит как от характеристик источника колебаний (Т или Ύ), так и от свойств среды, в которой волны распространяются (v зависит от этих свойств!).

Поэтому к словам о том, что «имеется источник волн такой-то длины», следует относиться очень внимательно. Если так и говорят, то при этом имеют в виду , в какой именно среде (с какой скоростью) распространяются волны от источника колебаний. Источник колебаний становиться источником волн в среде, способной обеспечить передачу колебаний в пространстве в виде волн.

Какой источник колебания, создающий электромагнитные волны предлагался к рассмотрению и рассматривался: де Бройлем, Фарадеем, Максвеллом, Планком, Эйнштейном и многими другими учёными, в том числе и современными? Рассматривался движущийся заряд, или ток, который создаёт магнитное поле ( закон Эрстеда), а поскольку заряд окружает электрическое поле, можно сказать, что движущееся электрическое поле вызывает появление магнитного поля. Заряд, находящийся в покое, не создаёт магнитного поля. Из графика электромагнитной волны Максвелла мы видим, что от источника колебаний исходит электромагнитное колебание в виде двух синусоидальных продольных волн, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях Е и Н (Рис.2)

.

Рис.2.

Так же видим проекции продольных волн Н и Е на координатную плоскость ЕН изображены в виде креста. Такую проекцию может создавать только плоская электромагнитная волна, эта волна не является поперечной. Максвелл же, решая свои четыре уравнения, был уверен в том, что его исследуемые волны являются поперечными волнами. Как мы уже ранее описали, поле излучения обладает энергией и импульсом. Это подтверждается прямыми опытами, в которых электромагнитное поле взаимодействует с веществом и передаёт ему энергию и импульс. Наличие у поля импульса проявляется, в частности, в давлении света на тела, которое было открыто и измерено П.Н. Лебедевым (1900 г.). Плотность энергии электромагнитного поля, т.е. энергия, приходящаяся на единицу объёма ( как следует из уравнения Максвелла), равна:

² + Н²)/8π

Плотность потока энергии равна вектору Пойнтинга:

S = (с /4π)EН

который перпендикулярен к Е и Ни направлен по перемещению буравчика с правой резьбой, рукоятка которого вращается от Е к Н. Направление вектора S указывает направление перетекания энергии поля (в каждой точке), а его абсолютное значение S = (c/4π)ЕН sinα (где α – угол между векторами Е и Н) равно количеству энергии, протекающей в единицу времени через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно к S. Плотность импульса электромагнитного поля Р (т.е. импульс, приходящийся на единицу объёма поля) выражается через S

Р = (1/с²)S.

В 1900 году М. Планк, приняв, что излучение волн происходит не непрерывно, а порциями, квантами, получил формулу для распределения энергии по спектру теплового излучения, хорошо согласующуюся с опытными данными. Согласно Планку, энергия кванта зависит от частоты излучаемой электромагнитной волны. Позже выяснилось, что представление о квантах излучения – носителях не только энергии, но и импульса необходимо для описания любых процессов взаимодействия излучения с веществом и что дискретность (квантованность) излучения является его фундаментальным свойством. Так возникло представление о свободном электромагнитном излучении как о совокупности квантов излучения – фотонов. Фотоны имеют некоторые свойства частиц: обладают энергией, импульсом, спином, испускаются и поглощаются в каждом акте целиком, но в то же время им присущи и волновые свойства (проявляющие, например, в интерференции света). Интерференция проявляется в том, что при наложении волн может происходить как их усиление, так и ослабление и даже полное «гашение»; свет, накладываясь на свет, может дать темноту. Интерферировать могут не только электромагнитные волны, но и волны любой природы. Интерференционные эффекты всегда свидетельствуют о наличии волн: при наложении потоков классических частиц интерференции быть не может. Поэтому, говоря о корпускулярных свойствах электромагнитного излучения, неправильно представлять фотоны как классические частицы.

Смысл всего описанного выше заключается в том, что нигде не принималось во внимание то, что источник может иметь начальное вращательное движение. Т.е. источником электромагнитного излучения является вращающийся вокруг своей оси заряд, ось вращения которого совпадает с направлением перемещения электромагнитной волны. По-моему, только при таком виде излучения можно построить график электромагнитной волны Максвелла. Возможно, он имел это в виду, но по каким-то причинам не посчитал нужным об этом оговаривать. Данный факт предложенного события можно проанализировать, обратившись к графику э.м. волны Максвелла.

Рис. 1.0.

Как мы видим, на графике изображены продольные синусоидальные волны Е – электрическая составляющая, и Н – магнитная составляющая. Эти две продольные волны расположены на двух взаимно пересекающихся плоскостях Е и Н под прямым углом,по прямой пересечения tявляющейся осью времени и вектором направления распространения волны. Две абсолютно одинаковые продольные волны, имеющие абсолютно одинаковые физические размеры, абсолютно совпадают по фазе времени перемещения в пространстве. Если предположить и представить, что такого вида электромагнитная волна, направленная на материальную пластину, в которой смогла бы прожечь отверстие. В данном случае, эта электромагнитная волна прожгла бы отверстие в виде креста, ширина прожога которого была бы равна длине волны. Но уже сейчас, применяя луч Лазера, мы прожигаем отверстия в материальных пластинках в виде круглых отверстий, диаметр которых равен длине волны света. Напрашивается вопрос. Какова в этом причина?

Причина заключается в том, что луч Лазера является вращающимся относительно оси вращения совпадающей с вектором его направления. Это можно рассмотреть, если систему координат Е Н вращать по часовой или против часовой стрелки относительно оси вращения t.В данном случае при построении графика э.м. волны Максвелла рассматриваемая материальная точка будет совершать свой путь построения, якобы по спиралевидной диагонали между плоскостями Е и Н. Если каждую точку отмеченную через равный промежуток времени на полученной спиралевидной кривой соединить перпендикуляром с осью t, то в результате получим образный вид электромагнитной волны. Именно такой вид воны является поперечной волной. Этот вид волны будет напоминать вид шнека (восьмёрковидного шнека). Вращаясь, унося энергию колебания по линии направления излучения (вдоль «оси шнека») «рабочей поверхностью лопастей». В результате получили график состоящий из трёх функций совпадающих по фазе времени: функция синуса, функция косинуса ( отстающая от функции синуса на угол π/2) и поперечная восьмёрковидная спираль, проекции точек которой на плоскости Е и Н оставляют след графика э.м. волны Максвелла..

Рассмотрим такой вид перемещения электромагнитной волны в пространстве.

Предположим, источник электромагнитного излучения, имеющий форму сферы, излучает электромагнитную волну по направлению вдоль оси его вращения. В первом случае, при совершении одного полного оборота вокруг своей оси вращения в течение одной секунды (частота – Ύ), совершится полный период колебания Т электромагнитной волны, имеющей длину волны λ. Если построим график этой функции кривой, данного вида колебания, то у нас получится именно график электромагнитной волны Максвелла (Рис 1.0.). Во втором случае мы совершим два оборота источника в течении одной секунды, и опять же построим график. В результате получим, в одном периоде колебания первого случая, поместится два периода колебания второго случая, но все амплитудные значения не будут выходить из рамок значений первого случая. Если рассмотреть это в аксонометрическом виде, то явно будет видно, что волна, якобы, сжалась вдвое (количество «лопастей шнека, на длине периода первого случая, удвоилось), значит и увеличилась их поверхность рабочей площади, которая является переносчиком энергии волны, значит увеличилось количество переноса энергии в единицу того же периода времени. Если мы совершим три, четыре, пять и n-ое количество оборотов в течении одной секунды, то в n раз будет сжата длина волны и соответственно будет увеличено количество переносимой волной энергии. Т.е. в одной и той же временной фазе полного периода волны, будет помещено один, два, три и n-ое количество, полных с соответствующими фазами соответствующих количеству оборотов (k) периодов времени. В каждой соответствующей фазе периода времени полного колебания, амплитудные значения каждого периода не будут выходить из рамок значений первого случая. Если же мы будем вращать тот же источник со скоростью ½ оборота в секунду, то при построении графика заметим, что длина волны и период полного колебания увеличится вдвое, будет иметь вид растянутой волны, которая имея те же амплитудные значения, будет вытянута вдоль оси направления перемещения в пространстве, а значит, количество переносимой энергии уменьшится тоже в двое.

Из данного анализа можно заметить, что электромагнитная волна обладает свойством сжатия и растяжения в зависимости от её частоты колебания. Из этого анализа вытекает понятие сущности фазовой скорости электромагнитной волны. Т.е. в промежутке одного полного периода волны совершенного в течении одной секунды, путём увеличения скорости вращения источника волны от k = 1 ÷ n об./с., помещается от 1 до n-ого количества полных периодов волн увеличенной частоты. Возможно, эта фазовая скорость V_ф